Гидротехнические морские и речные транспортные сооружения

Водный транспорт

Практически любое строительство гидротехнических сооружений (на море, реке, озере, водохранилище), за исключением строительства на несудоходных реках, протоках, не может обойтись без использования водного транспорта. В нашей стране имеется огромная, хорошо развитая сеть внутренних водных путей общей протяженностью более 2,3 млн. км (из них свыше 500 тыс. км судоходны), более 2 тыс. крупных озер. Таким образом, речной транспорт является важным звеном в единой транспортной системе страны.

Речной флот, несмотря на сезонность работы, имеет преимущества по сравнению с другими видами транспорта. Он экономичен: себестоимость перевозок I т груза в 2-2,5 раза ниже, чем по железным дорогам, идущим параллельно водным путям; производитель

Воздушный транспорт

При строительстве крупных гидротехнических комплексов в качестве вспомогательного и иногда транспортно-монтажного средства используют воздушный транспорт. Его преимущество перед другими видами транспорта - высокая скорость доставки грузов и людей (в 10-15 раз быстрее, чем железнодорожным транспортом). К основным недостаткам можно отнести зависимость от метеорологических условий, необходимость устройства для самолетов специальных взлетно-посадочных полос, высокую стоимость перевозок 1 т груза, относительно небольшую грузоподъемность.

Трубопроводный транспорт

Гидравлический транспорт. В современном гидротехническом строительстве в качестве внешнего, внутрипостроечного и технологического транспорта широко применяют трубопроводный гидравлический транспорт для перемещения сыпучих строительных материалов - песка, ПГС, песчано-глинистых пород и грунта в потоке воды под напором. Чаще всего его применяют для подачи средствами гидромеханизации.

8. Ремонт и реконструкция гидротехнических сооружений, виды и состав ремонтов

Виды и состав ремонтов

Техническое обслуживание является одним из важнейших профилактических мероприятий в системе планово-предупредительного ремонта и выполняется силами эксплуатационного персонала сооружения. По результатам технического обслуживания определяют состояние сооружения или отдельных его конструкций и необходимость проведения их ремонта. Система ППР предусматривает два вида ремонта текущий и капитальный.

Текущий ремонт позволяет восстановить или обеспечить требуемое техническое состояние сооружения и увеличить периоды между I очередными капитальными ремонтами. При этом устраняют незначительные повреждения конструкций, начальные деформации, не влекущие за собой снижение основных эксплуатационных характеристик сооружения. Выполняют профилактические мероприятия по обеспечению сохранности элементов конструкций (побелку, местную покраску, оштукатуривание, шпаклевку и т.д.)

Текущий ремонт проводят в течение всего года, но наибольший 1 его объем приходится на межнавигационный период. Выполнение текущего ремонта возлагается на персонал, обслуживающий сооружение, а его финансирование осуществляется за счет средств основной эксплуатационной деятельности.

Капитальный ремонт - это восстановление поврежденных или изношенных важнейших элементов и частей сооружения, неисправность которых существенно ограничивает его эксплуатационные возможности. Задача капитального ремонта - доведение всех параметров и частей сооружения до номинальных паспортных данных с обеспечением требуемой работоспособности до очередного капитального ремонта.

Основные работы следует планировать на межнавигационный период. Во время навигации можно ремонтировать объекты, не влияющие на нормальную эксплуатацию сооружения и не ухудшающие его внешний вид.

К капитальному ремонту относятся следующие работы:

восстановление или полная замена отдельных элементов, конструкций и частей сооружения, поврежденных вследствие естественных факторов (фильтрации и агрессивных свойств воды, атмосферных воздействий, колебаний температуры) и механического воздействия;

повышение прочности и изменение размеров отдельных частей и конструкций, приведение их в соответствие с изменившимися расчетными нагрузками;

полная замена или частичное восстановление деревянного сооружения (либо отдельных частей) с применением металлических, железобетонных и бетонных конструкций;

исправление и замена элементов и конструкций с осушением подводных частей сооружения (камер шлюзов, отсасывающих труб гидроэлектростанции и т.п.) с использованием ремонтных заграждений и временных перемычек; исправление и замена отдельных элементов и частей сооружения под водой (водолазные работы);

восстановление нарушенных профилей земляного напорного сооружения (плотины, дамбы), ликвидация повреждений дренажей, креплений откосов, полотна проезжей части и других элементов; устройство и восстановление подпорных стенок, навалозащитных и других ограждающих сооружений;

исправление тела и креплений откосов и гребня оградительной дамбы с доведением их технических характеристик до норм, соответствующих условиям эксплуатации (уширение, повышение отметок, улаживание откосов, замена материала креплений более прочным и долговечным);

частичный ремонт или полная замена конструкций судоподъемного и судоремонтного сооружений (слипов, стапелей) с целью повышения их грузоподъемности и обеспечения ремонта судов новых современных серий;

устройство, восстановление и усиление асфальтовых и бетонных покрытий территории сооружения с модернизацией крановых и железнодорожных путей и подъездных дорог.

Аварийный ремонт осуществляют вне очереди с выводом или без вывода сооружения из эксплуатации при обнаружении угрожающих деформаций конструкций или частей сооружения в результате воздействия стихийных сил, катастрофических нагрузок или аварий.

Реконструкция гидротехнических сооружений

Реконструкцию постоянных гидротехнических сооружений выполняют для повышения их эксплуатационных и технико-экономических показателей, а именно - для увеличения выработки электроэнергии, повышения водообеспеченности оросительных систем, улучшения режима грунтовых вод на орошаемых или осушаемых массивах и прилегающих к ним территориях; вдоль трасс каналов, увеличения грузо- и судопропускной способности портов и судоходных сооружений, интенсификации работ на стапельных и подъемно-спускных сооружениях, улучшения экологических условий зоны влияния гидроузла, замены оборудования.

Реконструкцию проводят, как правило, без прекращения основных эксплуатационных функций сооружения, каналы, шлюзы, некоторые виды плотин реконструируют обычно с разбивкой на этапы. Продолжительность каждого этапа - межнавигационный период. Таким образом достигается непрерывность транспортного процесса. Реконструкцию грузовых причалов в портах, слиповых путей и стапельных мест можно проводить очередями непрерывно, с выводом части сооружения из эксплуатации при повышении интенсивности переработки грузов, судостроения или судоремонта на кутавшихся участках.

При реконструкции следует предусматривать максимальное использование действующих сооружений, качественных их частей или отдельных конструктивных элементов, а также транспортных коммуникаций, инженерных сетей, грузоподъемного оборудований строительным и эксплуатационным персоналом.

9. Технология сооружения опускных колодцев

При опускном способе сооружение предварительно возводят полностью или частично на поверхности (или в неглубоком котловане), а затем погружают в грунт на проектную глубину.

Сущность способа опускного колодца состоит в следующем. Сооружение возводят на поверхности земли в соответствии с планом его расположения на отведенной площадке. Внутри такого сооружения послойно разрабатывают грунт, в результате чего оно под собственной массой опускается в грунт. Технология возведения опускного колодца: сначала под будущее сооружение отрывают котлован глубиной 1,2... 1,5 м, не доходя до неустойчивых водоносных грунтов на 0,5 м; затем по контуру стен колодца возводят железобетонное звено на высоту 1...1.2 м, которое в нижней части имеет скос - ножевую часть. Иногда, для лучшего погружения колодца в грунт, ножевую часть обрамляют стальным уголком или листом. Для уменьшения трения опускаемого сооружения о грунт стенки его делают с одним или несколькими уступами. (Стены сооружения выполняют из монолитного железобетона! или сборных железобетонных панелей. В зависимости от назначения сооружения и его заглубления стены возводят на всю высоту или (постепенно наращивают (ярусами) по мере погружения сооружения в грунт.

При работе во влажных грунтах для стоянки экскаватора в котловане создают земляные островки или устраивают деревянный настил.

Bo избежание неравномерной осадки сооружения грунт по периметру ножевой части разрабатывают вручную, затем с помощью экскаватора грузят в бадьи и также поднимают краном на поверхность.

В процессе опускания колодца необходимо организовать постоянное геодезическое наблюдение за его вертикальностью и скоростью погружения. Когда в колодце обнаружено зависание в его верхней части, необходимо выбирать грунт у ножа отстающей стороны или размывать водой, подаваемой по трубам, установленным с внешней стороны стены.

Иногда для увеличения массы колодца зависшую его сторону утяжеляют пригрузами из железобетонных блоков. В исключительных случаях для опускания зависшего колодца создают искусственные динамические колебания почвы путем направленного взрыва в стороне от сооружения.

После достижения ножом колодца проектной отметки бетонируют днище, изолирующее подземное помещение от грунтовых вод.

10. Способы погружения стальных свай и шпунта

Основные способы погружения: забивка молотами (при небольшом объеме работ и грунтах средней плотности) вибропогружение (при водонасыщенных и песчаных грунтах), погружение с подмывом и последующей добивкой (в песчаных и илистых грунтах), завинчивание, вибровдавливание.

Вибромолоты применяют для забивки металлического шпунта, стальных труб, железобетонных свай небольшой длины.

Вибропогружателями можно погружать в грунт не только сваи, но и сваи-оболочки большего диаметра. Вибропогружатели бывают высокочастотные (с частотой колебаний вибратора 700-1500 Гц) - для" погружения металлического или деревянного шпунта и низкочастотные (300-500 Гц) - для погружения железобетонных свай и свай-оболочек большой массы.

Оборудование для подмыва используют для преодоления значительного сопротивления грунта забивным способом или вибропогружением. Размывающую водяную струю подают через трубы с насадками или через полость погружаемого элемента к его концу. В результате ослабления силы трения между частицами грунта, взвешивания их и частичного выноса из скважины погружение элемента в грунт под собственным весом или с применением механических либо вибрационных воздействий значительно облегчается. Погружение с помощью подмыва следует прекращать по достижении нижним концом элемента отметки на 1 -1,5 м выше проектной. Дальнейшее погружение до проектной отметки выполняют механическим или вибрационным способом.

Погружение свай способом ввинчивания применяется, если в основании находится мощный слой слабых глинистых грунтов с малой несущей способностью или плотный гравелистый грунт и погружение обычных свай затруднительно, а также при подготовке «оснований в непосредственной близости от существующих зданий и сооружений, которые могут получить повреждения от вибрации при забивке или вибропогружении.

Сваи, оборудованные стальным винтовым башмаком, могут быть стальными или железобетонными. Завинчиванием можно погружать вертикальные и наклонные сваи с наклоном 4:1. Висячие сваи, погруженные таким способом, имеют большую несущую способность.

Вдавливание в грунт полых свай под статической нагрузкой применяют при залегании в основании сооружения слабых грунтов. Способ обеспечивает высокое качество работ при минимальных затратах. Разновидностью способа вдавливания свай является вибровдавливание специальными вибровдавливающими агрегатами, облегчающими погружение элементов в грунт под статической нагрузкой.

11. Кессонный способ устройства фундаментных конструкций

Способ кессона применяют в сильнообводненных, крупнообломочных или скальных грунтах, когда нежелательны осадки расположенных вблизи сооружений или имеется опасность наплыва грунта в колодец. Последовательность производства кессонных работ заключается в том, что сначала сооружают кессонную камеру (рис VIII.28) на потолке которой монтируют шахтную трубу и шлюзовой аппарат. От компрессорной станции в камеру нагнетают сжатый воздух, вытесняющий из нее воду. Грунт в кессоне разрабатывают гидромеханическим способом или вручную. По мере погружения на потолочной части камеры возводят надкессонное строение.

Когда грунт из колодца удаляют без водоотлива и его нижняя часть находится под слоем воды, бетонную смесь укладывают в плиту днища колодца методом подводного бетонирования. После достижения бетоном достаточной прочности воду из колодца откачивают, плиту покрывают водоизолирующей пленкой и пригружают ее слоем бетона.

12. Технология возведения причалов из массивов кладки

Такие стенки возводят на реках со скальными, валунно-гравийными или плотными глинистыми подстилающими дно грунтами. Сооружение состоит из каменной постели, кладки из бетонных массивов, надводной надстройки (сборной или монолитной), разгрузочной каменной призмы с обратным фильтром и засыпки пазух.

Как правило, кладку выполняют из бетонных массивов марки 200 массой 5-50 т, иногда до 100 т. Массивы устанавливают без заполнения швов раствором, удерживаются они за счет собственной силы тяжести и силы трения.

Для уменьшения просадочных деформаций сооружение из массивовой кладки разбивают по длине на секции протяженностью до 45 м в плотных грунтах и до 25 м в остальных случаях.

Обычно кладку массивов выполняют с перевязкой швов в границах каждой секции для увеличения устойчивости стенки (рис. 201). Массивы устанавливают на подготовленную каменную постель плавучими кранами большой грузоподъемности. Наиболее ответственные операции выполняются водолазами.

При устройстве сооружения на скальном основании в целях экономии средств допускается выравнивать площадки для монтажа массивов укладыванием подводного слоя бетона на очищенную поверхность скалы с устройством опалубки и соблюдением необходимых мер для предотвращения вымывания цементного молока, утечки раствора из опалубки, размывания поверхностного слоя. Подводное бетонирование производят по трубам, установленным в наиболее глубоких выемках скальной основы. Поверхность бетонной подушки выравнивают водолазы с помощью специальных реек.

Кордонную («боевую») линию установки первого курса массивов закрепляют на постели проволокой, натянутой между специально забитыми и выверенными инструментально штырями. Установку первого (углового) массива секции тщательно контролируют водолазы и проверяют с помощью визиров на поверхности геодезическими инструментами, после чего дают разрешение на установку всего курса при непосредственном участии и под контролем водолаза. Точность установки каждого курса секции и размеры швов между массивами фиксируют на основании водолазных обследований и измерений с поверхности в специальном журнале работ и исполнительном чертеже с указанием заводского номера каждого массива, дат его изготовления и установки.

После окончания монтажа подводной части секции и выхода последнего курса выше строительного уровня воды производят статическую отгрузку секции путем укладывания на поверхность стенки бетонных блоков определенной суммарной равномерно распределенной массы. После окончания срока отгрузки (установленного проектом) стенку разгружают и производят повторный тщательный водолазный осмотр, фиксируя размеры швов и результаты геодезических измерений. Записи утверждает авторский надзор. Затем дается разрешение на выполнение работ по устройству призмы и верхней надстройки.

13. Технология возведения причалов из массивов-гигантов

Перед спуском на воду каждый массив-гигант испытывают на водонепроницаемость путем заполнения его водой на высоту не менее 2 м с соответствующей выдержкой или погружением его на косяковых тележках в воду до минимальной отрицательной плавучести. После испытания воду откачивают, и массив спускают на воду по пусковому устройству. Перед транспортированием массива-гиганта к месту установки необходимо исходя из фактических данных проверить его плавучесть и остойчивость.

Если массив-гигант не обладает необходимой остойчивостью, его балластируют водой или грунтом засыпки. При недостаточной глубине на пути транспортирования массив проводят на понтонах. Отбуксированный к месту установки массив-гигант раскрепляют в створе сооружения четырьмя оттяжками с якорями или подвешивают на стрелу крана большой грузоподъемности. После этого начинают заполнение массива водой (до момента касания днищем постели) под постоянным контролем за его осадкой. В случае неправильной посадки на постель воду из массива частично откачивают до его всплытия, производят переориентацию и вновь затапливают. После водолазного обследования и актирования правильности посадки массива-гиганта дается разрешение на его загрузку камнем, песчано-гравийной смесью или бетоном. Затем начинают устройство верхнего строения и обратную засыпку пазухи.

Следующий массив-гигант устанавливают в створе с предыдущим, и операции повторяют. Допускаемые отклонения массива-гиганта от створной линии 8 см, а зазор между смежными массивами до 10 см.

14. Технология возведения причалов в виде заанкерованной тонкой стенки из металлического шпунта

Заанкерованные стенки из металлического шпунта. Применение стального шпунта позволяет возводить причальные сооружения в короткие сроки при относительно небольших затратах труда и невысокой стоимости. Сооружения из стального шпунта могут быть возведены в тяжелых грунтовых условиях (плотные глины, прослойки гравия, гальки и т. п.), когда забивка железобетонных, а тем более деревянных свай невозможна.

Вариант стенки из стального шпунта Ларсен, заанкерованной за железобетонные ребристые анкерные плиты, показан на рис. 17.5, а. Анкерный пояс из двух швеллеров установлен с внутренней стороны стенки, а анкерная тяга выполнена по бесшарнирной схеме. Поверху шпунтовые сваи омоноличены железобетонной надстройкой, имеющей температурные швы через 25...30 м. Надстройка облицована сборными железобетонными плитами, которые в процессе бетонирования играют роль опалубки.

Железобетонные надстройки возводят в тех случаях, когда необходимо нарастить шпунт или защитить его от коррозии в зоне переменного уровня воды и выше. Если такой необходимости нет, шпунт доводят до верха причала, оформляя оголовок стенки в бетоне или в металле. Оголовок шпунтовой стенки увеличивает сопротивление возможному взаимному сдвигу шпунтин.

15. Строительство причалов из оболочек большого диаметра. Виды. Технология возведения

Сооружения из оболочек большого диаметра (рис. 16.9) состоят из двух основных элементов - оболочки и надстройки. Оболочки устанавливают либо на каменную постель, либо непосредственно на грунт с заглублением подошвы на 1,5...2,5 м ниже проектной отметки дна путем монтажа в заранее подготовленные прорези или погружением с помощью подмыва, огрузки или иными методами. Заглубление исключает возможность выпирания грунта, находящегося внутри оболочки, и ее подмыва.

Основным недостатком конструкций из оболочек большого диаметра является большая масса монтажных элементов, в связи с чем для транспортирования и монтажа сооружений требуется тяжелое грузоподъемное оборудование. Снижение массы сборных элементов может быть достигнуто разрезкой оболочек вертикальными (рис. 16.10, а) или горизонтальными (рис. 16.10, б) монтажными швами (см. гл., 12), а также путем устройства разгрузочных консолей и разгрузочных анкерных плит (рис. 16.10, в, г).

Страницы: 1, 2, 3